Mesures elèctriques

Què és un circuit elèctric?

Qualsevol circuit elèctric consisteix en una font i un receptor d’energia elèctrica, interconnectats per cables. El que és un cable, és comprensible, però com a receptor i font pot ser qualsevol combinació de diversos dispositius. A la figura 1 es mostra el cas general del circuit elèctric més senzill.

La font d’energia elèctrica pot ser una bateria convencional o una potent subestació transformadora. El receptor d’energia que es mostra a la figura també és el més divers: des d’una llanterna per a una llanterna fins a un edifici d’apartaments. Els cables de connexió també corresponen al consum d'energia. A més, només es consideraran que les fonts i els receptors de baixa potència no són més potents que la bombeta esmentada.

Per a una font d’energia, el receptor és una càrrega. És el que s’anomena més sovint. Més endavant a l'article, s'utilitzaran resistències, en alguns casos, bombetes com a càrrega.

Figura 1. El circuit elèctric més senzill

El circuit elèctric s’ha de tancar.

A nivell de la llar, el corrent elèctric és tot el que està connectat amb l’electricitat. Hi ha una presa a la paret i hi viu un corrent elèctric. De fet, això està una mica malament. I, tot i que no hi ha res connectat, no hi ha cap corrent. Hi ha tensió, però no hi ha corrent!

El corrent elèctric flueix només en un circuit tancat. Si bateria galvànicao, simplement, una bateria, es troba en una taula i el voltatge no està connectat enlloc dels seus terminals. En aquest estat, la tensió s’anomena força electromotriu (EMF) de la font. En les fórmules i esquemes EMF s’indica amb la lletra E.

Ohm's law per a tota la cadena

Quan es connecta una càrrega a la bateria, la tensió baixa una mica, a causa d’una caiguda de tensió a la resistència interna de la font, en aquest cas la bateria. Aquesta tardor es té en compte en la llei d'Ohm de tota la cadena (vegeu: Llei d'Ohm en una declaració popular) El circuit en si es mostra a la figura 2.

I = E / (R + r)

L’expressió entre parèntesis és la resistència total del circuit, obtinguda com la suma de la resistència de càrrega i la resistència interna de la bateria, indicada per una lletra petita.

Figura 2

D’una altra manera, aquesta expressió matemàtica s’escriu de la manera següent: E = I * (R + r) = I * R + I * r

Típicament, el producte del corrent per la resistència s’anomena caiguda de tensió al circuit. En aquest cas, el segon terme de la fórmula és la caiguda de tensió a través de la resistència interna de la bateria. Per aquest valor es redueix l'EMF de la bateria.

A mesura que la bateria es descarrega, la seva resistència interna creix i, al final, es fa tan gran que quan es connecta la càrrega, es consumeix tot el CEM per superar la seva pròpia resistència. I la tensió als terminals de sortida es fa molt petita, ja és impossible transferir energia a un circuit extern. En aquests casos, diuen que la bateria s'ha esgotat.

Per verificar el que s’ha dit, podeu muntar el circuit més simple que es mostra a la figura 3.

Figura 3

Sí, en realitat no cal recollir res. Només cal connectar un voltímetre a la bateria i, a continuació, aplicar simplement una resistència de càrrega amb les mans. Per provar bateries Krona, es recomana resistència de 100 Ohm com a càrrega. El voltímetre baixarà lleugerament, depenent de la resistència interna de la bateria. Si durant una prova d’aquest test, el voltímetre mostra una tensió per sota de 7 volts, cal substituir la corona.

El mateix succeeix en el cablejat dels apartaments. N’hi ha prou de connectar una planxa, llar de foc o una altra càrrega potent, ja que la brillantor de les llums del candelabre es redueix lleugerament. Això indica clarament que hi havia una caiguda de tensió als cables.És la resistència dels cables en aquest cas la que és la resistència interna de la font d’electricitat.

Per regla general, no estan a la cerimònia amb cèl·lules galvàniques del tipus "dits petits": simplement agafen i comproven si hi ha un corrent de curtcircuit, convertint el multímetre en mode de mesura actual. Si l’element encara està viu, dóna un corrent de diversos centenars de mil·límetres, i un element fresc pot arribar a arribar a fins a 3 ... 5 amperes.

En cap cas, aquest test s'ha de realitzar amb bateries que semblin cèl·lules galvàniques. El seu dispositiu és completament diferent i el preu és molt més alt.

Un instrument universal per mesurar circuits elèctrics és un multímetre. Llegiu com utilitzar-lo en privat aquí: "Un multímetre per a" maniquins ": els principis bàsics de mesurar amb un multímetre".

Vegeu també Mesura de tensió i Mesura del corrent